[发明专利]一种防止硼掺杂层释气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路的制造领域，尤其涉及一种防止硼掺杂层释气的方法。

背景技术

目前，硅中的硼（Boron）在高温退火工艺过程中，容易发生释气（out-gasing）现象进而影响硅中硼的掺杂浓度，从而导致硅衬底（Si Sub）的电阻值产生变化，同时扩散出来的硼会进入本来不掺杂硼的区域，会造成相应区域电学性能的失效。

去除上述不良影响通常采用的方法是在高温退火工艺之前，利用硅化金属阻止层（salicide block，简称SAB），即采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层150A~400A的氧化硅层，以用于阻止硅中的硼在高温退火工艺时发生释气现象（out-gasing），且该硅化金属阻止层还可以作为硅化物（salicide）的阻挡层。

但是，由于一些技术中不需要硅化金属阻止层，如自对准硅化物结构（salicide formation）是通过在接触孔（CT）或接触线（line）形成之后，直接溅射用于形成硅化物（salicide）的材料，由于这种技术中没有硅化金属阻止层（SAB），所以硼（B）注入之后进行高温退火工艺时会形成硼释气（out-gasing）现象，从而造成产品良率的降低。

发明内容

本发明公开了一种防止硼掺杂层释气的方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1：采用离子注入工艺在一硅衬底上形成硼离子掺杂层；

步骤S2：沉积无定形碳薄膜覆盖所述硼离子掺杂层的上表面；

步骤S3：进行热退火工艺后，依次采用灰化工艺和湿法清洗工艺去除所述无定形碳薄膜。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，步骤S1中采用B或BF2对所述硅衬底进行离子注入工艺。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，步骤S2中采用等离子体增强化学气相沉积工艺沉积所述无定形碳薄膜。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，步骤S3中所述灰化工艺为等离子体灰化工艺。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，所述离子注入工艺的注入浓度为1E14-1E16，注入能量为1k-20k。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，所述无定形碳薄膜的厚度为200A-1000A。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的温度为300℃-500℃。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，步骤S3中热退火工艺的温度为900℃-1050℃。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，所述热退火工艺的时间为5s-300s，环境为N₂、Ar和He。

上述的防止硼掺杂层释气的方法，其中，所述硅衬底为P型，所述硅衬底上还设置有栅极。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种防止硼掺杂层释气的方法，通过利用等离子体增强化学气相沉积工艺（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD）在P型硅片衬底上淀积一层无定形碳（amorphous carbon）薄膜，从而能有效避免在退火过程中B（Boron）掺杂区由于没有硅化金属阻止层（SAB）而造成释气（out-gasing）现象的发生，进而提高产品的良率。

附图说明

图1是本发明防止硼掺杂层释气的方法的流程示意图；

图2-7是本发明防止硼掺杂层释气的方法的结构流程示意图。

具体实施方式  

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

图1是本发明防止硼掺杂层释气的方法的流程示意图；

图2-7是本发明防止硼掺杂层释气的方法的结构流程示意图。

如图1-7所示，首先，在P型硅衬底1上采用B或BF₂进行离子注入（implant）工艺2，形成如图3所示结构，即将P型硅衬底1的表面部分形成B离子掺杂层3和剩余硅衬底11；其中，P型硅衬底1上还可以设置多个栅极结构，而进行离子注入工艺2的注入浓度为1E14-1E16，注入能量为1k-20k。

之后，在温度为300-500℃调节下，采用等离子体增强化学气相沉积工艺（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD）4，沉积无定形碳（amorphous carbon deposition）薄膜5覆盖在B离子掺杂层3的上表面；其中，该无定形薄膜5的厚度为200-1000A。